Lungenzellen für Testzwecke

Das Projekt, an dem sich Wissenschaftler des Helmholtz-Zentrums für Infektionsforschung (HZI) und seiner Saarbrücker Außenstelle, des Helmholtz-Instituts für Pharmazeutische Forschung Saarland (HIPS), beteiligen, soll künftig Versuche an Tieren ersetzen.

Dabei sollen Zellen aus der tiefen Lunge von Mäusen unsterblich gemacht und als Modell etabliert werden. An diesen alveolaren Epithelzellen kann dann untersucht werden, wie zum Beispiel Grippeviren die Lungenbarriere überwinden. An unsterblichen Lungenzellen könnten auch neue Wirkstoffe getestet werden, da das Modell die Mäuselunge nachahmt und so Versuche an den Tieren teilweise ersetzen kann.

Zellen unsterblich zu machen und zur Teilung anzuregen, ist ein bewährtes Verfahren. Dazu infizieren die Forscher sie zunächst mit Viren, in die sie bestimmte Gene eingebaut haben. Die Viren übernehmen dann die restliche Arbeit: Sie fügen die Gene stabil in das Erbmaterial der Zellen ein – die Aktivität dieser Gene regt die Zellen zur Teilung an. Bisher führte dieses Verfahren bei Epithelzellen, die beispielsweise die Lungenbläschen auskleiden, allerdings immer zum Verlust der barrieretypischen Eigenschaften. Untersuchungen am lebenden Tier waren daher bislang unumgänglich.

Die Arbeitsgruppe von Dr. Dagmar Wirth am HZI hat nun jedoch ein Verfahren entwickelt, bei dem Zellen trotz der Unsterblichkeit weiterhin ihre charakteristischen Eigenschaften behalten. Das Besondere an diesem Modell: Neben dem Gen für die fortwährende Teilung enthält es auch einen molekularen An- und Ausschalter. Die Forscher regen die Zellteilung nur bei Bedarf an. Jetzt wollen sie auch bei den Lungenepithelzellen einen solchen Schalter und ein passendes Gen für die Teilung einbauen und so ihre Eigenschaften einer biologischen Barriere auf Dauer erhalten. Die Zellen müssen trotz der neu eingebrachten Gene in der Lage sein, eine dichte, möglichst undurchlässige Schicht zu bilden. Gelingt dies, können sie für verschiedenste Untersuchungen anstelle lebender Mäuse eingesetzt werden. Auf lange Sicht wäre es ein weiterer Schritt zur „künstlichen Lunge“ in der Zellkultur.

Quelle: Presseinformation des Helmholtz-Zentrum für Infektionsforschung, Saarbrücken, 25. August 2011.